Synthesis, Properties, and Applications of Oxide Nanomaterials pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Editor

出品人:

页数:733

译者:

出版时间:2007-3

价格:1351.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471724056

丛书系列:

图书标签:

氧化物纳米材料
纳米材料
合成
性能
应用
材料科学
纳米技术
化学
物理
催化

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具体描述

Current oxide nanomaterials knowledge to draw from and build on

Synthesis, Properties, and Applications of Oxide Nanomaterials summarizes the existing knowledge in oxide-based materials research. It gives researchers one comprehensive resource that consolidates general theoretical knowledge alongside practical applications. Organized by topic for easy access, this reference:

* Covers the fundamental science, synthesis, characterization, physicochemical properties, and applications of oxide nanomaterials

* Explains the fundamental aspects (quantum-mechanical and thermodynamic) that determine the behavior and growth mode of nanostructured oxides

* Examines synthetic procedures using top-down and bottom-up fabrication technologies involving liquid-solid or gas-solid transformations

* Discusses the sophisticated experimental techniques and state-of-the-art theory used to characterize the structural and electronic properties of nanostructured oxides

* Describes applications such as sorbents, sensors, ceramic materials, electrochemical and photochemical devices, and catalysts for reducing environmental pollution, transforming hydrocarbons, and producing hydrogen

With its combination of theory and real-world applications plus extensive bibliographic references, Synthesis, Properties, and Applications of Oxide Nanomaterials consolidates a wealth of current, complex information in one volume for practicing chemists, physicists, and materials scientists, and for engineers and researchers in government, industry, and academia. It's also an outstanding reference for graduate students in chemistry, chemical engineering, physics, and materials science.

创新材料的边界：先进陶瓷与薄膜技术导论作者： [此处可留空，或使用特定领域专家的署名方式] 出版社： [此处可留空，或使用专业学术出版社名称] 页数：约 750 页核心主题：本书深入探讨了先进无机材料科学的核心领域，重点聚焦于高性能陶瓷基复合材料、功能性薄膜技术，以及面向极端环境应用的结构完整性分析。它旨在为材料工程师、物理学家和化学家提供一个全面而深入的框架，用以理解和设计下一代具有卓越机械、热学和电学性能的固态系统。 --- 导言：迈向卓越性能的材料范式转变在当代工程领域，对材料性能极限的追求从未停止。从航空航天动力系统的热防护到微电子封装的电荷传输，传统材料已逐渐触及其应用阈值。本书的起点，正是基于这样一个认识：下一代技术创新，本质上是材料科学的创新。我们不再满足于单一相的理想性能，而是转向通过复杂的微观结构设计和界面工程，构建出宏观上展现出前所未有特性的多相异质体系。本书首先回顾了传统高技术陶瓷（如氧化铝、氧化锆、碳化硅）的制备基础，但很快将重点转向非氧化物体系（如氮化物、硼化物和金属间化合物）的独特优势，尤其是在高温抗氧化性和抗热震性方面的突破。我们将材料的视角从块体结构延伸至纳米尺度下的界面控制，为后续的复合材料设计打下坚实的理论基础。第一部分：高性能陶瓷基复合材料的结构与微观力学本部分专注于如何通过引入第二相，特别是纤维、晶须或纳米颗粒，来显著增强陶瓷基体的韧性和抗断裂能力。 1. 陶瓷增强机制的定量分析：我们详细阐述了经典的增强机制，如纤维增韧（Crack Bridging, Crack Deflection）和晶须增强，并引入了先进的裂纹闭合压力模型来精确预测复合材料的断裂韧性提升幅度。重点讨论了单晶与多晶纤维在不同温度下的力学响应差异。 2. 反应烧结与自生增强技术：传统粉末冶金法往往难以控制纳米级粉末的团聚问题。本书投入大量篇幅介绍反应烧结（Reactive Sintering）和固相/液相反应合成法。特别是对SiC-SiC和ZrB2基复合材料的制备工艺进行了深入剖析，强调如何利用原位反应生成增强相（如原位生长的SiC晶须），从而避免了二次加工带来的损伤。 3. 结构梯度与非均质化设计：为了适应复杂的热应力分布，单一均匀的复合材料已无法满足要求。本章探讨了功能梯度材料（FGM）的理论框架，包括梯度的数学模型、材料参数分布的优化，以及如何利用先进的增材制造技术（如定向凝固或选择性激光熔化）实现复杂梯度结构的制造，重点关注其在热应力梯度下的失效模式。第二部分：先进薄膜技术与界面工程薄膜材料是现代器件的核心。本部分将研究如何控制薄膜的生长动力学，以实现特定功能层。 4. 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）的精细控制：我们不仅回顾了磁控溅射和等离子体增强CVD的基础，更聚焦于原子层沉积（ALD）的精密度。ALD如何通过自限制性化学反应，实现亚纳米级的厚度和形貌控制，是实现超薄电介质和高介电常数薄膜的关键。对薄膜的应力演化（张应力到压应力）在不同沉积温度下的转变进行了详细的实验数据拟合。 5. 功能性硬质涂层与表面改性：本书涵盖了用于刀具和模具的超硬涂层，如类金刚石（DLC）和TiAlN体系。不同于简单的硬度测量，我们深入分析了残余应力对薄膜附着力和疲劳寿命的决定性影响。并引入了离子束辅助沉积技术，用以优化薄膜的晶体取向和密实度。 6. 异质结与多层膜堆叠的能带工程：在半导体和光电器件领域，界面是决定性能的决定性因素。本章探讨了异质结构（Heterostructures）的构建，特别是通过精确控制晶格失配和界面电荷转移，实现能带的有效调制。对量子阱（Quantum Wells）和超晶格（Superlattices）的电子结构计算方法进行了介绍，强调了界面态密度对器件性能的负面影响。第三部分：极端环境下的材料行为与可靠性材料的终极考验往往发生在极端的工作条件下。本部分聚焦于高温、高应力、腐蚀性环境下的材料响应。 7. 高温蠕变与热循环稳定性：在燃气轮机和核能应用中，材料必须在高温下承受持续的应力载荷。本书详细分析了扩散蠕变（Nabarro-Herring 和 Coble 蠕变）的激活能谱，并讨论了如何通过晶界工程（如晶界扩散屏障的设置）来抑制高温下的塑性流动。对热循环（Thermal Cycling）导致的热机械疲劳（TMF）的累积损伤模型进行了严格的数学推导。 8. 氧化与腐蚀动力学：对于暴露在大气环境中的材料，选择性氧化和高温腐蚀是主要失效机制。我们基于Deal-Grove模型对氧化膜的生长动力学进行了拓展，并引入了气-固反应动力学来描述多组分合金在复杂腐蚀介质（如熔盐或含硫气体）中的侵蚀速率。对钝化层（Passivation Layers）的形成条件和阻碍作用进行了量化评估。 9. 先进无损评估技术在服役监测中的应用：为确保这些高价值材料的可靠性，必须依赖先进的监测手段。本章介绍了声发射（AE）技术在早期裂纹萌生和扩展监测中的应用，以及高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）在分析亚纳米级缺陷（如位错攀移和空位聚集）时的前沿应用，强调了“从微观到宏观”的诊断链条构建。 --- 本书的特点：理论深度与工程实践的结合：理论模型（如应力张量分析、扩散方程）与实际工业制备工艺（如热压烧结、原子层沉积）紧密耦合。跨学科视野：融合了固体物理、化学热力学、断裂力学和材料加工工艺的知识体系。面向未来挑战：重点关注超高温工程、微纳电子封装和极端环境防护等前沿领域对材料提出的新要求。本书是面向高年级本科生、研究生以及从事先进无机材料研发和制造领域工程师的必备参考书。